分子光譜學術會議巨獻：2018拉曼光譜新技術及應用大全

　　2018年10月20日，第二十屆全國分子光譜學學術會議暨2018年光譜年會開幕式暨40周年慶典在青島舉辦（相關報道：慶祝中國光譜40年 構建中國光譜新時代）。在第一天的大會報告之后（相關報道：古人學問無遺力 今有分子光譜百家鳴），組委會也安排了精彩分會報告。分析測試百科網作為合作媒體為您帶來拉曼光譜新技術及應用分會場的全程報道。

拉曼光譜新技術及應用分會場

  上午的拉曼光譜新技術及應用的分會場由姚建林、吳玉清教授主持第一場，吳德印、李攻科主持第二場。

華中農業大學農業微生物國家重點實驗室的韓鶴友教授

華中農業大學農業微生物國家重點實驗室的韓鶴友教授做題為《SERS新型傳感基底構建及其應用》的報告。利用仿生學的思路，韓教授介紹了幾項研究：基于知了翅膀3D SERS基底的構建及其應用；仿壁虎腳傳感器檢測水果表面農殘；微生物合成3D SERS自內標基底及應用。工作得到湖北日報、科學網、搜狐網等各大媒體的報道。

中山大學化學學院的李攻科教授

中山大學化學學院的李攻科教授做題為《表面增強拉曼快速檢測前處理方法研究》的報告。如何利用前處理來提高表面拉曼光譜增強快速檢測的性能包括三種層次：前處理介質、裝置和衍生化。在樣品前處理介質方面，用富集和拉曼增強雙功能的思路，開發了分子印跡固相萃取柱，固相萃取膜材料，并舉例了其在雙酚A、農殘檢測中的應用；介紹了AuNPs/MOFs復合SERS基底的研制及應用；金/碳納米片表面增強拉曼的復合基底及應用；適配體功能化銀/殼聚糖拉曼探針及檢測血清中標志蛋白的應用。在采樣裝置/前處理裝置的設計中，她介紹了氣態采集裝置，如利用按壓裝置來采集乙烯、二氧化硫，頂空吹掃采樣裝置采集甲醛，微型化熱輔助前處理裝置采集VOCs樣品。最后介紹了衍生化檢測，如食品中無機陰離子如亞硝酸根的SERS檢測、乙烯、甲醛檢測等。最后總結復雜樣品快速檢測前處理方法的發展趨勢：選擇性、高靈敏度、高通量、實時性、在線性、無損性、多樣性、可用性等。

吉林大學吳玉清教授

吉林大學吳玉清教授做題為《磁固相微萃取SERS探針的制備及在非法添加物檢測中的應用》的報告。她從食品安全檢測的方法開始，引出SERS-拉曼光譜在快檢中的作用。針對當前問題和挑戰，提出對策如：集成前處理技術與SERS檢測于一體，提高檢測效率；采用分子衍生化或基底表面改性技術提高目標分子的SERS活性；找準靶標、針對食品非法添加進行檢測、無需定量。研究組利用SPME技術開展幾項研究，包括：Dis-MSPME-SERS技術快速檢測保健酒中西地那非；石墨烯SERS基底與SPME技術結合快速檢測蜂蜜中氯霉素；基于偶氮耦合反應SERS法快速檢測豬肉中沙丁胺醇。

普林斯頓儀器公司（PI） 孫世新經理

普林斯頓儀器公司（PI）的孫世新經理做題為《弱光光譜檢測的前沿技術》的報告。PI公司總部在美國麻省，具有強大研發能力，提供光譜儀、科學相機等，具有很好的光譜應用能力。首先他介紹了臨床近紅外成像的應用，這種應用一種用CCD，一種用InGaAs檢測器，后者適用于波長大于1000nm；但在800-1000nm波長間，上述兩種檢測器都不理想。PI公司最新發布了Blaze相機，它基于新一代CCD技術，可以有效解決上述難題。接下來孫博士介紹了靛氰綠（IcG）材料的近紅外臨床應用，Blaze捕獲組織中移動中的碳納米管信號。筑波大學用戶非常滿意。孫博士介紹的另一項技術是Czerny-Turner改進的IsoPlane，它加入斯米特糾正鏡，是唯一的零散射光譜，成像優勢是空間分辨率非常高。

合肥工業大學食品與生物工程學院 劉洪林教授

合肥工業大學食品與生物工程學院的劉洪林教授做題為《液態界面增強拉曼光譜及其定量分析研究》的報告。液體界面增強拉曼過去的挑戰包括靈敏度低、熱點效率低、重現性、光學透深度、界面組裝等問題。課題組設計了一種3D液滴做表面拉曼增強，可以雙相、多組分、多通道的定量分析真實復雜的樣品，后又介紹了該技術在快速檢測食品中油脂質量中的應用。

上海師范大學 楊海峰教授

上海師范大學的楊海峰教授做題為《拉曼光譜生物化學傳感》的報告。他從拉曼的歷史發展講起，講到SERS的作用。SERS定量分析面臨的挑戰是3S：基底的活性/靈敏度、穩定性和選擇性。在提高靈敏度方面，課題組最早用植酸防腐劑做SERS，檢測火鍋醬料中的羅丹明B、無標記拉曼測定面制品發泡劑偶氮二甲酰胺，雞肉中環丙沙星、氯霉素殘留、嘔吐毒素。在提高穩定性方面，研制了SERS定量分析用試劑盒，并提高穩定性、降低其價格，超穩定、高ERS活性基底已被多家儀器廠家使用。舉例了丙烯酰胺檢測，磁性SERS基底在蔬菜農殘福美雙檢測中的應用，磁優化SERS快速檢測唾液毒品標志物，磁誘導增強拉曼測定臨床上肺癌等多種標志物。在提高選擇性方面，在免疫法基礎上，用磁優化SERS技術檢測RNA型流感H3N2病毒，最終測到7個病毒；還測定了胰腺癌標志物。基于Diazo反應提高亞硝酸的SERS檢測選擇性，比如測定細胞中的谷胱甘肽，測定烏洛托品等的應用。

廈門大學固體表面物理化學國家實驗室的吳德印教授

廈門大學固體表面物理化學國家實驗室的吳德印教授做《金屬納米間隙中SPR增強光電化學反應》的報告。在研究機理中，間隙中得到的拉曼光譜信號可能增加，測定可能有難度。研究早期文獻中的表面探針分子苯胺的SERS光譜，SPR增強反應中，對巰基苯胺增強的機理，課題組用理論計算簇模型和模擬拉曼光譜開展了進一步的機理研究。研究金銀納間隙結構中的SPR增強效應，在SERS熱點上生成拉曼信號更強的染料分子，預測該分子在銀表面發生表面催化偶聯反應。進一步研究還發現電位、氧氣氛都有影響，提出熱電子還原，熱空穴氧化的機理。拓展表面催化偶聯反應，進而研究SPR催化光（電）化學反應的動力學，熱電子活化氧和熱空穴氧化機理。

南開大學謝微教授

南開大學謝微教授做題為《金屬表面催化反應的原位SERS光譜研究》的報告。在介紹非均相催化反應和SERS的背景后，介紹了雙功能NPs和SERS在模型反應中的應用；SERS研究C-C交叉偶聯反應等。首先第一步獲得雙功能的金屬基底（同時具有催化和SERS功能），有此之后用一個模型反應，分別介紹了在小顆粒金、鉑等表面的反應。用微流控反應器來做鉑表面的反應，微秒級混合樣品，可以提高分辨率、降低光催化副反應。接下來介紹了銀表面的反應機理，并用實驗表征。用SERS研究Suzuki C-C交叉偶聯反應，傳統認為有均相和非均相兩種機理，課題組也設計實驗研究了其機理。

蘇州大學姚建林教授

蘇州大學的姚建林教授做題為《HPLC與SERS聯用技術及其在有機反應現場監測的應用》的報告。姚教授首先介紹表面增強拉曼光譜及HPLC聯用的優點，HPLC特點是高效分離分析，具有高靈敏度、高效性、應用范圍廣的特點；SERS有單分子高靈敏度，對結構鑒定和識別非常有效。聯用可以利用兩者優勢。從聯用發展歷史看，聯用的挑戰是：SERS基底的性能、可重復性、無記憶效應、定量化等。課題組設計和制備了不同的SERS基底如：修飾納米粒子的毛細管基底，二維Au納米粒子陣列基底（Au MLF）等。在HPLC-SERS聯用的應用方面，姚教授介紹了色譜分離峰的識別，混合后生成新的未知物還可用SERS光譜鑒定。還可以用于弱色譜分離峰的識別，如福美雙等違禁殘留物的檢測。聯用技術還用于有機反應監測。最后介紹了裝置自動化的改進。

雷尼紹公司王志芳經理

雷尼紹公司王志芳經理做題為《雷尼紹拉曼光譜技術在生物學領域的一些應用》的報告。雷尼紹近年來拉曼光譜技術發展的方向是：自動化易用性，拉曼成像，拉曼聯用技術。在拉曼光譜儀自身的發展上，雷尼紹自去年針對行業推出行業專用的拉曼光譜儀。比如：RA802藥物分析儀，它基于InVia顯微共聚焦拉曼，專為藥物配方分析設計。2018年推出RA816生物分析儀，專為生物樣品分析設計。在生物中，比如結腸癌組織成像，進行結腸癌組織診斷。另一個例子鑒定腦膠質瘤的分類，以及皮膚經皮給藥監測，拉曼光譜法在食管癌分類中的應用，細胞3D成像，活細胞成像，微生物中細菌菌株的鑒別；拉曼光譜在生物組學研究中的應用。

中國檢驗檢疫科學院的席廣成研究員

中國檢驗檢疫科學院的席廣成研究員做題為《穩定且靈敏度的非貴金屬表面增強拉曼光譜基底研究》的報告。當前的基底主要是金基底，雖然高EF、高穩定性；但商品化必須考慮成本。但銀納米粒子雖然高EF，低成本，但表面易氧化、硫化。有報道用半導體SERS基底材料，發現具很強的LSPR效應，超高的化學、熱、光穩定性。首先是金屬性MO₂基底，它具有高化學穩定性，高導電率等特性，被稱為準金屬。研究組合成了多種金屬性MO₂基底，并考察了各種性能，證實其具有10⁶級別增強因子，達到10^-7摩爾/升的檢測限，并開展多組分測定的應用。為探討半導體基底材料是否有普適性，又嘗試WO₂/C SERS基底。繼續普適性的考慮，又研究金屬性碳化物SERS基底，在穩定性，成本，靈敏度等方面都很有潛力。最后提出思考，希望今后大家努力，讓國標中可以采用SERS技術，需要解決多組分干擾問題，熒光干擾問題，如何制備高度均勻的基底等方面。

下午的報告第一場由徐抒平、黃巖誼主持，第二場由尤靜林、馮兆池主持。

吉林大學徐抒平教授

吉林大學徐抒平教授首先做題為《基于SERS研究光動力治療中的癌細胞損傷》的報告。研究首先看是否能拿到細胞核真正的SERS光譜，比較了原位In Situ和非原位Ex Situ方法。從2015年開始，課題組發展一些探針如核納米棒，使SERS可探測。其次判斷納米粒子是否進入細胞核，用超分辨成像等技術定位納米粒子。除原位方法后，還可以提取細胞核，再與SERS混合，再提取DNA、蛋白質等來用非原位方法檢測。比較后發現，原位方法更好，操作簡單。進一步研究探測ROS在線粒體中產生多少，發展了納米傳感基質，可以原位檢測線粒體中的ROS量及定位。進一步探索PDT核中的穩定性，比較光敏劑和納米探針存在下的區別。該研究準確分析細胞核中的DNA和蛋白質，選擇性測定ROS濃度，并探索PDT核中的亞細胞結構和光譜信息，為今后的治療和生物細胞學機制提供參考。

北京大學黃巖誼教授

北京大學黃巖誼教授做題為《受激拉曼散射顯微切割測序分析復雜腫瘤樣品的異質性》的報告。他介紹了用微流控芯片來做細胞的多通道信息，再利用計算和統計學信息，對細胞進行分類。另一項研究是觀察細胞長大后細胞內芯的變化做全轉錄組分析，用高分辨拉曼掃描每個細胞后，在做全轉錄組分析。試圖重現出一個表現型和基因型的關系。后來的研究和北大醫院皮膚科合作研究黑色素瘤，在基因組水平已經發現了一些現象。在轉錄組研究中，研究口腔病理切片，用label-free（無需染色）的SRS同步拉曼掃描顯微鏡觀察轉錄組，在圖像水平上觀察不同組織的特征，找出基因組和轉錄組的關系。也研究了用炔基的標記方法，再成像后也可看到細胞代謝的走向，對細胞進行定量、高分辨、3D的描述。

武漢大學沈愛國教授

武漢大學沈愛國教授做題為《點擊SERS：多元液體活檢與精確標記成像》的報告。他首先介紹了SERS光譜用于生物醫學分析的優勢和挑戰，重現性、復現性、難以定量是挑戰；他提出間接檢測可能是實用型SERS技術的未來。從化學測量學的角度看待拉曼散射可以表征，也可利用特異性來做檢測。拉曼標記分子如果用指紋區信號，不是很特異，而從拉曼靜默區有可能找到一些特異性信號。課題組設計了炔烴編碼的SERS成像探針進行細胞成像。設計炔烴編碼的SERS檢測試劑做化學試劑、做生物檢測。沈教授提出“點擊”化學概念，用于“點擊”SERS光譜，這是一種全新的信號輸出模式，其特性是直觀、可預知、唯一可識別性，可做點擊發光等。接下來介紹了點擊SERS的應用。所有實驗是在共聚焦顯微拉曼光譜下做的，所以點擊信號的尺度都是納米，突破局限的一種思考，通過限域等，可以編碼信號，并測到微米。

吉林大學韓曉霞教授

吉林大學韓曉霞教授做題為《SERS光譜研究細胞色素C介導的細胞凋亡》的報告。課題組制備生物相容性SERS活性基底，有兩種制備策略：1）在貴金屬表面包裹生物相容性材料；2）發展新型過渡金屬和半導體材料。首先研究細胞色素C，得到其共振拉曼光譜，分別得到氧化和還原狀態下的共振拉曼光譜，可以很好區分其狀態。后設計鎳機理，方便研究還原態的細胞色素b5。Ni的增強主要來源于電子場增強，處理表面后有更強的增強，為體外研究細胞色素C及其配體的作用提供了活性界面。又制備Ni納米材料，發現可以直接還原細胞色素C。課題組還開展了一系列機理研究。并用實驗提出新的調控機理。并發展了檢測線粒體中細胞色素C的方法。

華東理工大學李大偉教授

華東理工大學李大偉教授做題為《基于表面增強拉曼光譜的酶活性檢測方法研究》的報告。利用SERS的特點，設計了利用電化學反應的SERS傳感器來檢測絡氨酸酶（Tyrosinase）的方法。實驗表征了該傳感器，及其對絡氨酸酶響應的表征，并研究其靈敏度和選擇性。做了電化學恢復的實驗，來證明該傳感器的功能分子可以再生和循環利用。實驗測定了血清，證明了其結果。

第二軍醫大學陸峰教授

第二軍醫大學陸峰教授做題為《基于模擬策略的位置結構同系物摻雜中藥的SERS光譜研究》的報告。在未知結構解析中，研究了一系列偉哥衍生物摻雜物，由于理論上衍生物種類無窮多，而且對照品難以（基本不可能）獲取，在現場快速檢測時更不可能帶那么多對照品。利用模擬策略來研究可能會摻雜什么，設計結構做QSAR計算后獲得得分。當然也用試劑合成的同系物用Biocore做了相互作用來驗證。另外用TLC-SERS做共有峰的匹配。最后用市場上的對象實驗，來快速檢驗證實其含有模擬策略中的組分。這種策略還可以擴展到更多藥物。

內蒙古科技大學歐陽順利教授

內蒙古科技大學歐陽順利教授做題為《幾種水溶液體系微觀結構與宏觀性質的拉曼光譜研究》的報告。首先介紹了幾種水溶液體系的微觀結構，以及微觀結構與宏觀性質之間的關系。首先是水的結構與性質的研究，比如二元水溶液的氫鍵對結構與性質的研究；以及氫鍵強度、粘度等關系。第二部分介紹拉曼技術研究礦冶固廢高熵混合材料。在大課題下，課題組研究拉曼與原子力顯微鏡聯用等技術做全流程的基礎研究，比如研究微晶和晶體的機構。用微波制備產品時，用拉曼-紅外法研究其微波非熱效應。

上海大學尤靜林教授

上海大學高品質特殊鋼國家重點實驗室尤靜林教授做了題為《硅酸鹽玻璃和熔體結構的拉曼光譜定量解析》的報告。在非晶態中，采用拉曼光譜結合核磁共振波譜、量子化學方法研究精細結構。在結構分析中，X射線衍射非常有效但主要適用于晶體，對于非晶態，其信息有限；NMR適用于常溫但對高溫熔體其相對探測速度慢，不能反映熔體中的瞬時結構。配備了可達2000 K的宏觀和微觀高溫熱臺，ICCD等裝置和技術，通過測定硅酸鹽玻璃的NMR譜和采用精細結構解譜，其精細結構的化學位移不隨組分而變化，確立了定量的可靠性。同時，通過二元鈉硅酸鹽團簇結構計算和譜學模擬，得到隨精細結構（振動波數線性相關）變化的拉曼光譜散射截面的連續化函數，從而實現硅酸鹽玻璃及其熔體拉曼光譜的定量解析。最近課題組在Si、Al、Ti、Ge、Mo、W和B等氧化物的玻璃，相關熔體和氟化物熔鹽方面開展富有成效的研究工作。

中國科學院寧波材料技術與工程研究所的李赫研究員

中國科學院寧波材料技術與工程研究所的李赫研究員做《基于拉曼光譜的無煙煤伴生石墨中石墨含量的快速定量分析探討》的報告。海關進口產品時對無煙煤伴生石墨要求石墨含量超過50%，否則不能進口。無煙煤常伴生石墨。傳統區分方法耗時長，比如X射線衍射法要一星期才能出結果，因此實驗探索用拉曼光譜法。樣品不需前處理，對碳材料結構差異響應度高，測試時間短等優點，但需探索定量。實驗前先用各種電鏡、光譜、X射線表征了無煙煤和石墨，然后用拉曼光譜建立了量化方法，擬合了曲線。測試200余樣品后，同其它方法實驗結果吻合。總結來看，拉曼光譜是碳材料檢測的一種有效技術手段；拉曼光譜可以用于快速測定量區分石墨/無煙煤。

東北大學徐章潤教授

東北大學徐章潤教授做題為《基于微粒和微液滴的SERS檢測方法研究》的報告。首先介紹基于Janus微粒SERS-熒光雙模式檢測pH，結合SERS和熒光檢測的方法，并用Janus微粒檢測了人體胃液pH和癌細胞pH變化。另一項研究是基于凝膠微粒和液滴的SERS檢測血清中6-巰鳥嘌呤。最后介紹用SERS技術監測Fenton反應降解染料。

吉林大學宋薇教授

吉林大學宋薇教授做題為《納米酶催化材料SERS基底的構筑及其應用研究》的報告。納米技術的發展促進了SERS技術的發展。構筑新型SERS基底有許多優點，比較熱點的如納米酶。課題組的研究結合納米酶和SERS，首先介紹磁性MOFs基納米催化SERS基底的構筑，從而研究光誘導增強過氧化物酶的催化機制。另一項研究構筑了石墨烯/半導體/金屬催化SERS基底，發展高靈敏檢測重金屬及微生物學的應用。

中國科學院大連化學物理研究所馮兆池研究員

中國科學院大連化學物理研究所馮兆池研究員做題為《雜分子篩催化活性中心和催化劑合成過程紫外拉曼光譜研究》的報告。他首先介紹了紫外拉曼光譜，接下來介紹雜原子分子篩活性位催化材料的研究，分子篩合成過程及其合成機理的研究。紫外（共振）拉曼可避開應該干擾，提高靈敏度。過渡金屬摻雜分子篩，如TS-1等，拓展了分子篩的應用范圍，但活性位的研究是挑戰。課題組用紫外拉曼光譜研究過渡金屬摻雜分子篩，觀察了多種活性物種。接下來介紹分子篩合成過程及其合成機理的原位表征研究。

廈門大學李劍峰教授

廈門大學李劍峰教授做題為《基于殼層隔絕模式的表面增強拉曼光譜分析》的報告。講到SERS，必須借力+隔絕，這樣才能解決材料普適性、形貌普適性的問題。李教授隨后介紹了各種納米結構在SERS中的工作模式，課題組發展了殼層隔絕納米粒子增強拉曼（SHINERS），非常強調要盡量獲得單晶表面，課題組研究了金單晶界面-雙電層水結構，Pd單晶界面-雙電層水結構。隨后介紹挑戰界面反應的原位分析，希望用拉曼光譜獲得中間產物的信號，比如研究金單晶表面電氧化反應過程，OH中間產物的最直接光譜證據，證實了電化學界長期的猜測。還研究了晶面結構效應，研究燃料電池最重要的氧還原反應的中間物種。還研究了SHINs增強熒光，從而研究單分子熒光，還同時研究了熒光和拉曼的信號，原位監測單分子反應過程。

中國科學院合肥智能機械研究所楊保良研究員

中國科學院合肥智能機械研究所楊保良研究員做題為《表面增強拉曼光譜檢測中的基底組裝研究》的報告。他介紹了SERS檢測中的方法分析，比如干法、濕法、動態檢測法等。SERS基底中的關鍵科學問題。二維熱點材料的組裝研究，比如液液界面基底自組裝及其快速獲取；固液界面金納米棒SERS基底調控。